JPH01251635A

JPH01251635A - 誘電体分離型半導体装置

Info

Publication number: JPH01251635A
Application number: JP7607488A
Authority: JP
Inventors: Katsujiro Tanzawa; 丹沢　勝二郎; Kazuyoshi Furukawa; 和由古川; Kiyoshi Fukuda; 潔福田; Hiromichi Ohashi; 弘通大橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1989-10-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は誘電体分離型半導体装置に関する。

（従来の技術）半導体装置の素子間分離を絶縁体で行ういわゆる誘電体
分離技術はｐｎ接合分離技術に比べての高温動作時にお
いても洩れ電流が少なくラッチアップが無い、■高耐圧
素子を分離する際でも分離に必要な面積が少ない、■電
圧印加の極性を考慮する必要がない、■寄生容量が少な
い、等の特徴を持っている。誘電体分離を実現するため
にいくつかの方法が知られている。例えば、ＳＯ８と呼
ばれサファイヤ基板状にシリコンを気相成長させる方法
、絶縁膜上に堆積した非晶質シリコンを再結晶させる方
法、シリコンウェハの一部をエツチングし酸化膜を形成
した後多結晶シリコンを堆積し裏側から研磨することで
多結晶シリコンで保持されて島状に分離された結晶シリ
コンを得る方法、直接接着を利用した方法などである。

このうち直接接着を利用した方法は、基板の反りが少な
いことや、厚くて良質の結晶シリコン層を島と呼ばれる
誘電体で分離された素子を形成する部分として得ること
ができるなどの利点を有する優れた方法である。

第４図は直接接着により作成した誘電体分離型半導体装
置である。３０，３１，３２．は半導体素子を形成する
島で、単結晶シリコン、３３と３４は誘電体絶縁膜、３
５は台となる単結晶シリコン基板、３６は多結晶シリコ
ン層である。しかし、この様な誘電体分離型半導体装置
は島領域に形成できる半導体素子が横型の半導体素子だ
けに限られるため、大電流を流すことができず、電極配
線が複雑化するなどの問題がある。一方、従来の誘電体
分離法を改良することで縦型の半導体素子を組み込める
基板が得られる。第５図はその一例で、多結晶シリコン
保持型の誘電体分離型半導体装置である。島の底部の酸
化膜に穴をあけてから、多結晶シリコンを堆積すること
で、島の底部の穴から単結晶シリコンを同時成長させ、
この島と基板の裏側とを電気的に接続したものである。

しかし、この方法による誘電体分離型土ぷ体基板は多結
晶シリコン層を厚く堆積する必要があるために、反りが
発生しやすい。また、島である素子形成領域下にエピタ
キシャル成長させた単結晶シリコン層が長くなるのと、
多結晶シリコンの抵抗が大きいため、素子形成領域と基
板裏側間の抵抗が大きくなるなどの問題がある。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、これまでの誘電体分離型半導体装置の直
接接着型では、横型素子しかできないので、大電流が流
せず電極配線が複雑になる。また、従来の多結晶シリコ
ン保持型の誘電体分離型半導体装置では、反りの発生、
高抵抗化などの問題があった。

本発明は上記の如き問題点を解決した誘電体分離型半導
体装置の提供を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は側面と底部が誘電体膜で絶縁分離された単結晶
シリコンの島領域が多結晶シリコンの支持体層を介して
台となる単結晶シリコン基板に直接接着によって保持し
ている誘電体分離型半導体装置において、素子形成する
少なくとも一つの島領域の底面の誘電体膜の少なくとも
一部分がない所の下に導電部が形成され、この導電部を
介して島領域と台となる単結晶シリコン基板とが電気的
に接続されていることを特徴とする。

（作　用）本発明によれば、絶縁膜で誘電体分離された単結晶シリ
コンの島領域は基板の裏面で台となる単結晶シリコン基
板と短かい導電層を介して電気的に接続されているので
大電流が流せる。また支持体となる多結晶シリコン層を
薄くして直接接着するため反りが少なく、抵抗も低くな
る。

（実施例）〈実施例１〉本発明の一実施例を第１図と第２図を用いて説明する。

片面が鏡面研磨された直径４インチ厚さ５００μｓＮ型
の第１の単結晶シリコン基板１０を用意し、その表面に
熱酸化膜１１を形成した（第１図、ａ）。この基板をホ
トリソプラノィ（ＰＥＰ）工程により、酸化膜１１の一
部を取り除き開口部１２を形成した（第１図、ｂ）。残
された酸化膜１１をマスクとして、ヒドラジンを主成分
とするアルカリ性エツチング液を用いて約８０℃で異方
性エツチングを行ない、深さ約１５０庫の分離溝１３を
形成した（第１図、Ｃ）。この基板の酸化膜１１を弗酸
によりエツチング除去した後、再度、熱酸化膜１１を１
．２μｍ形成した（第１図、ｄ）。ホトリソグラフィ工
程により酸化膜の一部を取り除き開口部１２を形成した
（第１図、ｅ）。次に、この基板に多結晶シリコン１５
と単結晶シリコン１６を同時に１２０μｓ堆積した（第
２図、ｆ）。

この基板の両面を所定の形状に鏡面研磨１７シて第二の
単結晶シリコン基板（台ウェハ）１８と直接接着した（
第２図、グ）。そして、窒素雰囲気中の電気囚炉で１０
００℃１時間の熱処理を行ない誘電体分離型半導体装置
用基板１９を作成した（第２図、ｈ）。

〈実施例２〉本発明により作成した誘電体分離型半導体装置の９実施
例を第３図に示した。実施例１と同じ特性の単結晶シリ
コン基板に同じプロセスで、異方性エツチングによる分
離溝を形成後、弗酸により酸化膜をエツチング除去して
、ボロン拡散によりＰ十層を形成した。以下、実施例１
と同じプロセスにより、誘電体分離型半導体基板を作成
した。

この基板に公知の半導体製造技術を使用して、第二の単
結晶シリコン基板（台ウェハ）３５と導電部３４を通し
て電気的に接続しである島（素子形成領域）に、縦型の
ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３０を形成した。電気
的に絶縁しである島には、横型のＮチャンネルＭＯＳト
ランジスタ３１を形成した例である。

〔発明の効果〕

本発明による誘電体分離型半導体装置は、縦型の半導体
素子が形成できるため、大電流が可能となり、電極配線
が簡単になる。そして、従来型の誘電体分離法よりも反
りが小さく、島と基板の裏面間の抵抗が小さくなるため
、高特性の誘電体分離型半導体装置を、歩留りよく製造
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による誘電体分離型半導体装
置用基板の製造工程を示す図、第３図は本発明により作
成した誘電体分離型半導体装置を示す図、第４図及び第
５図は従来例を説明するための図である。１０：第一の単結晶シリコン基板、　　　　１１：熱酸
化膜（Ｓｉｎ２）、１２：開口部、　　　　　　　　　
　　　　１３：分離溝、１４：熱酸化膜（Ｓｉｎ２）、
　　　　　　　　　１５：多結晶シリコン、１６：単結
晶シリコン。１７：両面を鏡面研磨したウェハ。１８：第二の単結晶シリコン基板（台ウェハ）１９：誘
電体分離型半導体装置用基板３０：縦型ＰチャンネルＭＯＳトランジスタ３１：横型
ＮチャンネルＭＯＳトランジスタ３２二酸化膜（ＳｉＯ
ハ、３３：多結晶シリコン層３４；単結晶シリコン層（導電部）３５：単結晶シリコン基板（台ウェハ）Ｓ：ソース（ア
ルミ電極）Ｇ：ゲート（アルミ電極）Ｄニドレイン（アルミ電極）代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　松山光之第１図第２図ｐ第　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）側面と底部が誘電体膜で絶縁分離されたシリコン
の島領域が、支持体層を介して台となる他のウェハに保
持されている誘電体分離型半導体装置において、少なく
とも一つの島領域の底面の誘電体膜の少なくとも一部が
なく、この誘電体膜のない部分の下に導電部が形成され
、この導電部を介して島領域と台となるウェハとが電気
的に接続されていることを特徴とする誘電体分離型半導
体装置。
（２）支持体層が多結晶シリコンであることを特徴とす
る請求項１記載の誘電体分離型半導体装置。
（３）台ウェハと電気的に接続されている島領域に縦型
の半導体素子が形成してあることを特徴とする請求項１
記載の誘電体分離型半導体装置。